Projekt 2 Fundament pośredni

Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Instytut Geotechniki i Hydrotechniki

Politechniki Wrocławskiej

Zakład Fundamentowania

Ćwiczenie projektowe nr 2
z Fundamentowania

Ćwiczenie projektowe nr 2A
– Posadowienie pośrednie

Prowadzący: Student:

Wstęp

Celem niniejszego ćwiczenia projektowego nr 2 z przedmiotu Fundamentowanie jest zaprojektowanie skrajnej ławy fundamentowej budynku mieszkalnego.

W niniejszym opracowaniu wykorzystano materiały:

Profil geotechniczny wraz z parametrami gruntów

Na podstawie wydanego tematu przyjęto poniższe dane projektowanej ławy fundamentowej oraz parametry geotechniczne gruntu, jak również obciążenia jakie powinna przenieść ta ława.

Tabela . Efektywne wartości charakterystyczne parametrów gruntowych.

Lp. Symbol Nazwa gruntu Grubość warstwy
γ

γ

ID

IL

[m]

$$\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{3}} \right\rbrack$$

$$\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m^{3}} \right\rbrack$$

[−]

[−]
H Humus 0,20 - - - -
Gp (siSa) Glina piaszczysta 3,00 20,10 10,10 - 0,47
T Torf 2,10 16,70 6,70 nieskonsolidowany
Gp (siSa) Glina piaszczysta 1,90 20,20 10,20 - 0,21
Ps (grSi) Piasek średni 18,00 10,73 0,61 -

Na podstawie tematu stwierdzono, iż zwierciadło napięte wody znajduje się 2,50 m poniżej poziomu terenu. Poziom zwierciadła wód gruntowych po obniżeniu wynosić będzie 6,50 m poniżej poziomu terenu. Warstwa humusu w ogóle nie jest brana w dalszych obliczeniach pod uwagę.

Tabela . Oddziaływania charakterystyczne.

Lp. Oddziaływania charakterystyczne
Vk

Hk

Mk

$$\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

$$\left\lbrack \frac{\text{kN}}{m} \right\rbrack$$

$$\left\lbrack \frac{\text{kNm}}{m} \right\rbrack$$
1. Stałe G 380 10
2. Zmienne Q 60 5
3. Wyjątkowe A 10 5

Wiadome parametry projektowanej ławy fundamentowej są następujące:

Rysunek . Profil geotechniczny.

Technologia palowa – dobór średnicy i długości pala

Projektowane pale zostaną wykonane w technologii pali wkręcanych Omega. Etap montażu rozpoczyna się od wkręcenia w grunt świdra rozporowego na żerdzi maksymalnie do 20 metrów
w głąb gruntu, który ma specjalną głowicę, tj. but tracony, mającą za zadanie rozepchnąć grunt wewnątrz odwiertu robiąc miejsce na pal. Po tym zabiegu następuje wprowadzenie zbrojenia do wnętrza żerdzi poprzez rurę rdzeniową lub wwibrowanie po zabetonowaniu otworu oraz wprowadzenie pod ciśnieniem mieszanki betonowej, która ma odpowiednią konsystencję. Po wyjęciu żerdzi z odwiertu i wypełnieniu go betonem pozostawia się zbrojenie w środku.

Rysunek . Graficzne przedstawienie technologii pali wkręcanych Omega.

Trzeba zaznaczyć, że kierunek wiercenia nie zmienia się. Pale Omega o standardowych średnicach Ø 400 mm, Ø 500 mm i Ø 600 mm stosuje się w gruntach spoistych twardoplastycznych i plastycznych, jak również niespoistych o stopniu zagęszczenia do około ID=0,70 (średnio zagęszczone i zagęszczone).

Do dalszych obliczeń przyjęto:


h = (WH+WGp, I) − 1, 90 + WT + WGp, II + WPs, przyj = (0,20+3,00) − 1, 90 + 2, 10 + 1, 90 + 5, 00 = 10, 30 m

Wyznaczenie nośności pala

Według Eurokodu 7:


Fcd ≤ Rcd

$R_{\text{cd}} = \frac{R_{\text{ck}}}{\gamma_{t}}$ lub $R_{\text{cd}} = \frac{R_{\text{bk}}}{\gamma_{b}} + \frac{R_{\text{sk}}}{\gamma_{s}}$


Rck = Rbk + Rsk


γt = γb = γs = 1, 10

Nośność podstawy:


Rbk = Ab • qbk


$$A_{b} = \frac{\pi \bullet D^{2}}{4} = \frac{\pi \bullet \left( 0,40 \right)^{2}}{4} = 0,126m^{2}$$


qbk = Sp • q2

Zgodnie z tabelą 5.7 z książki Cz. Rybak „Fundamentowanie. Projektowanie posadowień” dla wybranej technologii palowej dobrano współczynnik technologiczny Sp = 1, 00.

Zgodnie z tabelą 5.5 z książki Cz. Rybak „Fundamentowanie. Projektowanie posadowień” dla ostatniej warstwy, piasku średniego o stopniu zagęszczenia ID=0,61 przyjęto najbliższe wartości:


(0,67−0,33)     −      (3600−2150)


(0,61−0,33)     −      x


$$x = \frac{\left( 0,61 - 0,33 \right) \bullet \left( 3600 - 2150 \right)}{\left( 0,67 - 0,33 \right)} = \frac{0,28 \bullet 1450}{0,34} = 1194kPa$$


q1 = q(ID=0,33) + x = 2150 + 1194 = 3344 kPa

Z interpolacji wynika q1 = 3344 kPa dla piasku średniego o stopniu zagęszczenia ID=0,61.

Dla dokładniejszej interpolacji przyjęto:


$$h_{c} = 10 \bullet \sqrt{\frac{D}{0,40}} = 10 \bullet \sqrt{\frac{0,40}{0,40}} = 10,00\ m$$


$$h_{z} = 0,65 \bullet \frac{\sum_{}^{}{\gamma_{i}^{'} \bullet h_{i}}}{\gamma_{i}^{'}} = 0,65 \bullet \frac{10,10 \bullet 3,00 + 6,70 \bullet 2,10}{10,20} = 0,65 \bullet \frac{30,30 + 14,07}{10,20} = 2,83m$$

Dla wstępnie projektowanej długości pala h = 10, 30 m obliczono q2.

Rysunek . Graficzne przedstawienie drugiej interpolacji jednostkowego granicznego oporu gruntu dla podstawy projektowanego pala.

Z sporządzonego rysunku wynika q2 = 3254 kPa


qbk = 1, 00 • 3254 = 3254kPa


Rbk = 0, 126 • 3254 = 410, 00 kN

Nośność pobocznicy:


$$R_{\text{sk}} = \sum_{}^{}\left( A_{s,i} \bullet q_{sk,i} \right)$$


As, pal = π • D • h = π • 0, 40 • 10, 30 = 12, 94m2


qsk, i = Ss, i • ti

Zgodnie z tabelą 5.7 z książki Cz. Rybak „Fundamentowanie. Projektowanie posadowień” dla wybranej technologii palowej dobrano współczynnik technologiczny odpowiednio dla każdej
z warstw:

Zgodnie z tabelą 5.6 z książki Cz. Rybak „Fundamentowanie. Projektowanie posadowień” dla wybranej technologii palowej dobrano współczynnik jednostkowego granicznego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala odpowiednio dla każdej z warstw.

Tabela . Określenie współczynników q1 jednostkowego granicznego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala odpowiednio dla każdej z warstw.

Lp. Symbol
ID

IL

ID

IL

q1

[−]

[−]

[kPa]

[kPa]

[kPa]
Gp (siSa) - 0,47 -

50 (IL=0)

31 (IL=0,50)

32,14
T nieskonsolidowany - - 10,00
Gp (siSa) - 0,21 -

50 (IL=0)

31 (IL=0,50)

42,02
Ps (grSi) 0,61 -

74 (ID=0,67)

47 (ID=0,33)

- 69,24

Rysunek . Graficzne przedstawienie wykresu tarć na pobocznicy.

Na podstawie sporządzonego wykresu odczytano odpowiednie wartości jednostkowego tarcia na pobocznicę pala:

t5 = 69, 24kPa h5 = 4, 73m

Wartość tarcia negatywnego będzie wynosić:


Tn, k = π • D • Ss • (h1t1+h2t2) = π • 0, 40 • 0, 90 • (1,30•16,39+2,10•10,00) = π • 0, 36 • (21,31+21,00) = 47, 83kN


Tn, d = 1, 50 • Tn, k = 71, 74kN

Wartość nośności pobocznicy wynosi:


Rsk = π • D • Ss • (h3t3+h4t4+h5t5) = π • 0, 40 • 0, 90 • (1,90•31,77+0,27•67,37+4,73•69,24) = π • 0, 36 • (60,36+18,19+327,51) = 459, 01kN

Wartość nośności całego pala wynosi:


Rck = Rbk + Rsk = 410, 00 + 459, 01 = 869, 01kN


$$R_{\text{cd}} = \frac{R_{\text{ck}}}{\gamma_{t}} = \frac{869,01}{1,10} = 790,01kN$$

Wyznaczenie wysokości i usytuowania oczepu

Przyjęto wysokość oczepu df=0,70 m, który będzie osadzony na palach ulokowanych
w rozstawie parzystym. Rozstaw pali będzie następujący:


4 • D < rpal < 5 • D      →      rpal = 4, 50 • D = 4, 50 • 0, 40 = 1, 80m

Przyjęto długość odsadzek s ≅ 0, 50 • D = 0, 50 • 0, 40 = 0, 20m. Tym samym szerokość oczepu wynosi:


B = 2 • s + 2 • D + rpal = 2 • 0, 20 + 2 • 0, 40 + 1, 80 = 3, 00m

Rysunek . Skupianie obciążeń do punktu O.

Dla wyznaczonych parametrów oczepu obliczono następnie mimośród przyjmując następujące warunki:


$$b = \frac{\left( B - b_{\text{sc}} \right)}{2} = \frac{\left( 3,00 - 0,40 \right)}{2} = 1,30m$$


$$r = \frac{b}{2} + \frac{b_{\text{sc}}}{2} = \frac{1,30}{2} + \frac{0,40}{2} = 0,85m$$


γG1 = γG3 = γG4 = 1, 00


γG2 = 1, 35

Obciążenia poszczególnych części obliczono poniżej w odniesieniu do 1 mb projektowanej ławy fundamentowej:


$$G_{1,k} = \gamma_{1} \bullet H_{1} \bullet b = 18,50 \bullet 1,20 \bullet 1,30 = 28,86\frac{\text{kN}}{1\ mb}\ $$


$$G_{2,k} = \gamma_{2} \bullet H_{2} \bullet b = 23,00 \bullet 0,10 \bullet 1,30 = 2,99\frac{\text{kN}}{1\ mb}\ $$


$$G_{3,k} = \gamma_{3} \bullet H_{3} \bullet b = 18,00 \bullet 0,50 \bullet 1,30 = 11,70\frac{\text{kN}}{1\ mb}\ $$


$$G_{4,k} = \gamma_{4} \bullet d_{f} \bullet B = 25,00 \bullet 0,70 \bullet 3,00 = 52,50\frac{\text{kN}}{1\ mb}\ $$


$$\sum_{}^{}G_{i,d} = \left( G_{1,k} + G_{3,k} + G_{4,k} \right) \bullet \gamma_{G_{1}} + G_{2,k} \bullet \gamma_{G_{2}} = \left( 28,86 + 11,70 + 52,50 \right) \bullet 1,00 + 2,99 \bullet 1,35 = 93,06 + 4,04 = 97,10\frac{\text{kN}}{1\ mb}$$

Z warunków statyki w punkcie O wynika:


$$e_{O,d}^{G + Q + A} = \frac{\sum_{}^{}M_{O,d}^{G + Q + A}}{\sum_{}^{}V_{O,d}^{G + Q + A}}$$


$$\sum_{}^{}M_{O,d}^{G + Q + A} = M_{d}^{G + Q + A} + H_{d}^{G + Q + A} \bullet d_{f} - G_{1,d} \bullet r + \left( G_{2,d} + G_{3,d} \right) \bullet r + G_{4,d} \bullet 0$$


$$H_{d}^{G + Q + A} = 10 \bullet 1,35 + 5 \bullet 1,50 + 5 \bullet 1,00 = 13,50 + 7,50 + 5,00 = 26,00\frac{\text{kN}}{1\ mb}$$


$$\sum_{}^{}M_{O,d}^{G + Q + A} = 20 \bullet 1,35 + 17 \bullet 1,50 + 5 \bullet 1,00 + 26,00 \bullet 0,70 - 28,86 \bullet 0,85 + \left( 4,04 + 11,70 \right) \bullet 0,85$$


$$+ 52,50 \bullet 0 = 27,00 + 25,50 + 5,00 + 18,20 - 24,53 + 13,38 = 64,55\frac{\text{kNm}}{1\ mb}$$


$$\sum_{}^{}V_{O,d}^{G + Q + A} = V_{O,d}^{G + Q + A} + \sum_{}^{}G_{i,d} = 380 \bullet 1,35 + 60 \bullet 1,50 + 10 \bullet 1,00 + 97,10 = 513,00 + 90,00 + 10,00 + 97,10 = 710,10\frac{\text{kN}}{1\ mb}$$


$$e_{O,d}^{G + Q + A} = \frac{64,55}{710,10} = 0,091m \cong 0,10m$$

Projekt rozstawu pali pod ławą

Dla rozstawu parzystego pali pod oczepem zebrano obciążenia przypadające na pojedynczy pal:


$$F_{d} = 0,50 \bullet r_{\text{pal}} \bullet \sum_{}^{}V_{O,d}^{G + Q + A} = 0,50 \bullet 1,80 \bullet 710,10 = 639,09kN$$

Warunek GEO:


Fd ≤ Rcd − Tn, d


Fd = 639, 09 ≤ Rcd − Tn, d = 790, 01 − 71, 74 = 718, 27kN


$$0,50 \bullet r_{p\text{al}} \bullet \sum_{}^{}V_{O,d}^{G + Q + A} \leq R_{\text{cd}} - T_{n,d} \rightarrow r_{\text{pal}} \leq \frac{2 \bullet \left( R_{\text{cd}} - T_{n,d} \right)}{\sum_{}^{}V_{O,d}^{G + Q + A}}$$


$$r_{\text{pal}} = 1,80m \leq \frac{2 \bullet \left( R_{\text{cd}} - T_{n,d} \right)}{\sum_{}^{}V_{O,d}^{G + Q + A}} = \frac{2 \bullet \left( 790,01 - 71,74 \right)}{710,10} = 2,02m$$

Dla tak przyjętego poprawnie rozstawu pali, sprawdzono również warunek nośności pali
w grupie:


$$\frac{r_{\text{pal}}}{R} \leq 1,00$$


$$R = 0,50 \bullet D + \sum_{}^{}\left( h_{i} \bullet \text{tgα}_{i} \right)$$

Dla poszczególnych warstw gruntu przyjęto:


R = 0, 50 • 0, 40 + 1, 30 • 0, 070 + 2, 10 • 0, 000 + 1, 90 • 0, 070 + 2, 00 • 0, 105 = 0, 20 + 0, 091 + 0, 000 + 0, 133 + 0, 21 = 0, 634


$$\frac{1,80}{0,634} = 2,84 > 1,00 \rightarrow m_{1} = 1,00$$

Projekt konstrukcji żelbetowej oczepu

Dla obliczenia zbrojenia oczepu przyjęto następujące zalecenia konstrukcyjne:

0,10 m (dół)

Na podstawie modelu kratownicowego:


$$\frac{z}{F_{d}} = \frac{\frac{r_{\text{pal}}}{2} + e_{O,d}^{G + Q + A}}{d_{B}}$$


dB = df − c − 0, 50 • ⌀ = 0, 70 − 0, 10 − 0, 50 • 0, 020 = 0, 59m


$$z = \frac{F_{d} \bullet \left( \frac{r_{\text{pal}}}{2} + e_{O,d}^{G + Q + A} \right)}{d_{B}} = \frac{639,09 \bullet \left( \frac{1,80}{2} + 0,10 \right)}{0,59} = 1083,20kN$$


$$A_{s} = \frac{z}{f_{\text{yd}}} = \frac{1083,20}{434,8 \bullet 10^{3}} = 0,00249126m^{2} = 24,9126\text{cm}^{2}$$


$$A_{s}\left( \varnothing = 0,20m \right) = \frac{\pi \bullet D^{2}}{4} = \frac{\pi \bullet \left( 0,020 \right)^{2}}{4} = 0,000314159m^{2} = 3,1416\text{cm}^{2}$$

Ilość i rozstaw prętów zbrojenia poprzecznego wynoszą:


$$n = \frac{A_{s}}{A_{s}\left( \varnothing = 0,20m \right)} = \frac{24,9126}{3,1416} = 7,93 \cong 8$$


$$r = \frac{2 \bullet D}{n} = \frac{2 \bullet 0,40}{8} = 0,10m$$

Przyjęto 9 prętów ϕ20 co 10 cm jako zbrojenie poprzeczne.

Zakotwienie prętów zbrojenia poprzecznego wynosi 31 • ⌀ = 31 • 0, 020 = 0, 62m.

Na dobór zbrojenia poprzecznego ma wpływ ciężar:


$$g_{k} = \sum_{}^{}G_{i,k} = G_{1,k} + G_{2,k} + G_{3,k} + G_{4,k} = 28,86 + 2,99 + 11,70 + 52,50 = 96,05\frac{\text{kN}}{1\ mb}$$


$$p_{k} = 2 \bullet \frac{1}{2} \bullet l_{o} \bullet l_{o} \bullet \tan 60^{o} \bullet \gamma_{cegla} = 2 \bullet \frac{1}{2} \bullet 1,80 \bullet 1,80 \bullet \tan 60^{o}18,00 = 101,01\frac{\text{kN}}{1\ mb}$$

Wyznaczono momenty:


$$M = \frac{\left( g_{k} + p_{k} \right) \bullet \left( 2 \bullet l_{o} \right)^{2}}{9} = \frac{\left( 96,05 + 101,01 \right) \bullet \left( 2 \bullet 1,80 \right)^{2}}{9} = 283,77kNm$$


dl = df − c − 0, 50 • ⌀ = 0, 70 − 0, 05 − 0, 50 • 0, 020 = 0, 64m


$$A_{s} = \frac{M}{0,90 \bullet f_{\text{yd}} \bullet d_{l}} = \frac{283,77}{0,90 \bullet 434,8 \bullet 10^{3} \bullet 0,64} = 0,001133064m^{2} = 11,3306\text{cm}^{2}$$


$$n = \frac{A_{s}}{A_{s}\left( \varnothing = 0,20m \right)} = \frac{11,3306}{3,1416} = 3,61 \cong 4$$

Cztery pręty ϕ20 zostaną rozmieszczone nad podporą co 20 cm.


$$M = \frac{\left( g_{k} + p_{k} \right) \bullet \left( 2 \bullet l_{o} \right)^{2}}{14} = \frac{\left( 96,05 + 101,01 \right) \bullet \left( 2 \bullet 1,80 \right)^{2}}{14} = 182,42kNm$$


dl = df − c − ⌀ − 0, 50 • ⌀ = 0, 70 − 0, 05 − 0, 020 − 0, 50 • 0, 020 = 0, 62m


$$A_{s} = \frac{M}{0,90 \bullet f_{\text{yd}} \bullet d_{l}} = \frac{182,42}{0,90 \bullet 434,8 \bullet 10^{3} \bullet 0,62} = 0,00075188m^{2} = 7,5188\text{cm}^{2}$$


$$n = \frac{A_{s}}{A_{s}\left( \varnothing = 0,20m \right)} = \frac{7,5188}{3,1416} = 2,39 \cong 3$$

Trzy pręty ϕ20 zostaną rozmieszczone w przęśle co 20 cm.

Opis techniczny

Projektowana ława fundamentowa budynku mieszkalnego o grubości oczepu df = 0, 70m
i szerokości B = 3, 00 m, jest osadzona na palach o średnicy D = 0, 40 m. Przyjęto rozstaw pali parzysty o rpal = 1, 80m, które zostaną wykonane w technologii pali wierconych Omega. Długość pali wynosi h = 10, 30 m, które kończą się na głębokości 5,00 m poniżej stropu ostatniej warstwy gruntu. Wartość mimośrodu, o jaki wysunięto fundament względem ściany wynosi eO, dG + Q + A = 0, 10m.

Dobrano beton dla ławy fundamentowej C20/25 o parametrach:

Fundament będzie znajdował się na wylewce z betonu niekonstrukcyjnego C12/15. Jako zbrojenie ławy fundamentowej przyjęto stal EPSTAL B500SP o parametrach:

Zbrojenie główne poprzeczne składa się z prętów ϕ20 co 10 cm, zbrojenie podłużne
z prętów ϕ20 co 20 cm nad palami i między nimi. Ponadto przyjęto otulinę o grubości 0,05 m na górze i po bokach oczepu, na dole wynosi ona 0,10 m.

Rysunek konstrukcyjny ławy


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Projekt fundamenty posrednie Ob Nieznany
Projekt fundamenty pośrednie, rozstawpali2skala1,10
Projekt fundamenty pośrednie silyskala1,10
Projekt fundamenty pośrednie wymiaryskala1,10
Projekt fundamenty pośrednie, wymiaryskala1,10
Projekt fundamenty pośrednie rozstawpaliskala1,10
Projekt fundamenty pośrednie wykresyskala1,10
Projekt fundamenty pośrednie stozki2skala1,10
Projekt fundamenty pośrednie, stozki2skala1,10
Fundament posredni2, Budownictwo, IV sems, Mechanika Gruntów, gotowce, posadownienie pośrednie, proj
Fundament posredni, Budownictwo, IV sems, Mechanika Gruntów, gotowce, posadownienie pośrednie, proje
proj.2.POŚREDNIA, Resources, Budownictwo, Fundamentowanie, Projekt, Fundamentowanie, fundamentowanie
fundamenty , Resources, Budownictwo, Fundamentowanie, Projekt, Fundamentowanie, Fundamentowanie-1
Projekt FUNDAMENTOWANIE
osiadanie, Resources, Budownictwo, Fundamentowanie, Projekt, Fundamentowanie, Fundamentowanie-1
PROJEKT FUNDAMENTOWANIE 1
FUNDAME3, Resources, Budownictwo, Fundamentowanie, Projekt, Fundamentowanie, Fundamentowanie-1
projekt fundamentowanie(1)
FUNDAM 1, Resources, Budownictwo, Fundamentowanie, Projekt, Fundamentowanie, Fundamentowanie-1

więcej podobnych podstron